段艷芳
1890年的一天，天氣晴朗，陽光照耀的蔚藍海面上，一艘巨輪破浪前進。一切都是那么賞心悅目。為了趕時間，船長下令改變行進速度。舵手剛剛改變了航行速度，突然巨輪劇烈顫動起來。一時間，人們不知發(fā)生了什么事，頓時驚慌不已、方寸大亂。船長也莫名其妙，急忙命令船員查找原因，并讓舵手拼命掌握好方向。船員檢查的結(jié)果，機器運轉(zhuǎn)正常，沒有發(fā)現(xiàn)任何故障，但輪船還是顫動不停，而且愈來愈厲害。不久，這艘巨輪就沉沒了。
這艘船究竟為什么沉沒？后來組織專家對沉船進行了認真的調(diào)查，對各種可能的原因進行了分析。發(fā)動機直到沉沒之前，未發(fā)現(xiàn)任何故障。是暗礁嗎？可這一帶海況很好，沒有暗礁。惡劣的天氣？那天的天氣非常好，氣象原因也被排除。學者們百思不得其解，總不能說突然來了妖魔把船吃掉了吧。
直到20世紀中期，這個謎團才被科學家揭開。原來，導致這艘輪船沉沒的是一個看不見的殺手———共振。共振是什么？當兩個物體固有頻率相同，其中一個振動，另一個也會隨著發(fā)生振動。據(jù)《莊子》記載，有一個叫魯遽的人，能歌善談。有一次，他向眾人做了這么一個表演，他拿了兩個大小、形狀、構(gòu)造都相同的瑟，并且把其中一個放在堂屋里，另一個放在另一間房子里。當他在堂屋里彈出“宮”音時，另一間屋子里那個瑟也自動發(fā)出了“宮”音；當他在另一間房間里彈出“角”音時，堂屋里的這一個也跟著發(fā)出“角”音。
模擬實驗的結(jié)果顯示，那艘巨輪的設計有先天的缺陷。當輪船的航行速度到達某一數(shù)值時，機器的振動周期和船身的固有周期剛好一致，于是發(fā)生了共振現(xiàn)象，船體的劇烈振動導致了悲劇的發(fā)生。
共振這個看不見的殺手，還可能在很多地方逞兇作亂。
終年積雪的山地上，每當春天來臨的時候，冰雪開始融化，變得松軟而多裂紋。有時，一個動物的吼聲，使得空氣發(fā)生振動。這振動的周期一旦和雪層中的某一部分的周期相同，就引起雪層的共振，轉(zhuǎn)眼間大片雪層呼嘯而下，就形成了危害性極大的“雪崩”。在建筑、航海等方面都必須考慮共振的影響，稍有疏忽就會引起災難性的后果。航天飛船在發(fā)射升天和返回地面的時候要經(jīng)受劇烈的、各種頻率的振動，設計師要想避免一切共振的發(fā)生，是很困難的，這是航天技術的一個難點所在。
